JP3377902B2 - 弾性表面波フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性表面波フィル
タに関し、詳細には、弾性表面波共振子を用いた共振器
型弾性表面波フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic
Wave、以下、適宜ＳＡＷと略記する）装置は圧電基板
上に配置されたすだれ状電極あるいは変換器（ＩＤＴ：
Interdigital Transducer）と呼ばれるものにより電気
−弾性表面波変換を行う装置である。なかでもＳＡＷフ
ィルタは小型、軽量、無調整という特長を持ち、その製
造プロセスには半導体デバイスの製造に用いられるフォ
トリソグラフィ技術を利用できるため量産性にも優れて
いる。ＳＡＷフィルタは振幅特性と位相特性が独立に任
意に制御できることからＰＩＦ（映像中間周波）フィル
タ、ＶＳＢ（残留側波帯）フィルタ等の通信フィルタ、
各種ディジタル信号処理用のフィルタとしてますます用
途が拡大している。

【０００３】一般に、共振器型ＳＡＷフィルタは、ＩＤ
Ｔとその両端に配置したグレーティング反射器で構成さ
れた反射器型ＳＡＷ共振子を利用してフィルタ構成する
ものである。共振器型ＳＡＷフィルタの構成は、図１０
〜図１２で示され、図１０は反射器型ＳＡＷ共振子の構
成を示す図である。共振器型ＳＡＷフィルタは図１１に
示す梯型回路構成タイプと、図１２に示す二重モードタ
イプに分類することができる。梯型回路構成タイプの共
振器型ＳＡＷフィルタは、原理的に低損失、高減衰量、
狭帯域、そして、整合回路不要という特長がある。

【０００４】図１０において、１は反射器型ＳＡＷ共振
子のＩＤＴ、２は反射器型ＳＡＷ共振子のグレーティン
グ反射器である。また、図１１において、３は反射器型
ＳＡＷ共振子であり、図１０の反射器型ＳＡＷ共振子３
を簡略化して表したものである。以下で説明する梯型回
路構成ではＳＡＷ共振子をこの図１１のように略記して
示すものとする。

【０００５】図１３は反射器型ＳＡＷ共振子１０の構造
を示す図、図１４はその反射器型ＳＡＷ共振子の等価回
路、図１５はそのリアクタンス特性図である。

【０００６】図１３において、１１は圧電基板、１２は
ＩＤＴ、１３，１４はグレーティング反射器、１５は入
力端子、１６は出力端子であり、１７の矢印は励振され
たＳＡＷの伝搬方向を示している。

【０００７】反射器型ＳＡＷ共振子１０のＩＤＴ１２及
びグレーティング反射器１３，１４の各電極指は、それ
ぞれλ／２ ピッチ（λ：波長）で配置されており、Ｉ
ＤＴ１２とグレーティング反射器１３，１４との間隔も
同様にλ／２ピッチで配置されている。また、この図１
３に示すようにＩＤＴ１２の各電極指の交差長が一定で
ある正規型の反射器型ＳＡＷ共振子が一般的に用いられ
ている。

【０００８】上記ＩＤＴ１２、グレーティング反射器１
３，１４、入力端子１５及び出力端子１６のパターンニ
ングはフォトリソグラフィ技術により作製される。ＩＤ
Ｔ１２、グレーティング反射器１３，１４の金属材料に
は、ＳＡＷの振動に対する負荷を軽くし伝搬損失を少な
くするために比重の小さい金属材料が用いられ、一般に
はアルミニウムあるいは銅、シリコンを数％含んだアル
ミニウム合金が使用される。また、入力端子１５と出力
端子１６の金属材料にはボンディングを容易にするため
に金を用いることが多い。

【０００９】図１３及び図１４を参照しながら反射器型
ＳＡＷ共振子の動作原理を説明する。

【００１０】図１３に示す入力端子１５に高周波電気信
号が入力されると、ＩＤＴ１２でＳＡＷが発生し、図１
３中の矢印１７に示すように両方向に伝搬する。この励
起されたＳＡＷはＩＤＴ１２の両端に配置されたグレー
ティング反射器１３，１４上で弾性的及び電気的な摂動
効果により反射され、グレーティング反射器１３及びグ
レーティング反射器１４間を多重走行する。そして、Ｉ
ＤＴ１２上で透過波と反射波が重なり合いＳＡＷの定在
波が発生し共振現象が起こる。

【００１１】図１４はＳＡＷ共振子の電気的等価回路図
であり、この図１４に示すようにＳＡＷ共振子は、水晶
振動子と同様にＲ、Ｌ、Ｃの直列回路とこれに並列接続
されたＩＤＴの静電容量Ｃ0で表すことができる。この
電気的等価回路のリアクタンス特性は図１５の曲線１８
で示すようになり、共振周波数ｆｒと反共振周波数ｆａ
を持つ二重共振特性を持っている。したがって、ＳＡＷ
共振子を従来公知のＬＣフィルタと同様に梯型回路構成
とすることによりバンドパスフィルタを構成することが
できる。

【００１２】上記梯型回路構成タイプの共振器型ＳＡＷ
フィルタの原理を説明する。図１６及び図１７は梯型回
路構成タイプの共振器型ＳＡＷフィルタの原理図を示す
図であり、図１６はＳＡＷ共振子を一段梯型回路に接続
した回路構成を示す図である。

【００１３】図１６において、２１は直列腕ＳＡＷ共振
子、２２は並列腕ＳＡＷ共振子、２３は入力端子、２４
は出力端子であり、図示のようにＳＡＷ共振子は梯型回
路で構成される。

【００１４】図１７はＳＡＷ共振子を上記図１６に示す
ように一段梯型回路構成した場合のリアクタンス特性と
伝送特性を示す特性図である。図１７中の曲線２５は直
列腕ＳＡＷ共振子２１のリアクタンス特性、曲線２６は
並列腕ＳＡＷ共振子２２のリアクタンス特性である。ま
た、ｆ１とｆ２はそれぞれ並列腕ＳＡＷ共振子２２の共
振周波数と反共振周波数であり、ｆ３とｆ４はそれぞれ
直列腕ＳＡＷ共振子２１の共振周波数と反共振周波数で
ある。並列腕ＳＡＷ共振子の反共振周波数ｆ２と直列腕
ＳＡＷ共振子の共振周波数ｆ３をほぼ一致させるように
直列腕ＳＡＷ共振子と並列腕ＳＡＷ共振子を構成する
と、図１７中の曲線２７に示すような伝送特性（Ｓ２
１）をもつバンドパスフィルタを構成できることは従来
の回路網理論から周知の事実である。

【００１５】図１６に示すような１個の直列腕ＳＡＷ共
振子２１と並列腕ＳＡＷ共振子２２からなる一段梯型回
路構成の共振器型フィルタでは減衰量が小さいため、通
常は減衰量を大きくするためにＳＡＷ共振子を多段梯型
回路構成にする。

【００１６】多段梯型回路構成の一例として、図１８及
び図１９にＳＡＷ共振子を三段梯型回路構成した共振器
型ＳＡＷフィルタの回路構成図とパターン構造の概略構
成図を示す。図１８は三段梯型回路構成した共振器型Ｓ
ＡＷフィルタの回路構成図であり、図１９は三段梯型回
路構成した共振器型ＳＡＷフィルタのパターン構造を示
す図である。

【００１７】図１８において、３１，３２は直列腕ＳＡ
Ｗ共振子、３３，３４は並列腕ＳＡＷ共振子、３５は入
力端子、３６は出力端子、３７，３８はアース端子、３
９は圧電基板である。

【００１８】上記三段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷ
フィルタのパターン構造は、図１９で示され、図１８と
同一若しくは対応部分には同一符号を付している。すな
わち、ＳＡＷ共振子３１〜３４は図１９の破線領域内の
ＳＡＷ共振子３１〜３４にそれぞれ対応しており、３
１，３２は直列腕ＳＡＷ共振子、３３，３４は並列腕Ｓ
ＡＷ共振子であり、３９は圧電基板である。また、図１
９中の破線領域内のＳＡＷ共振子３１〜３４は、それぞ
れ３１ａ〜３４ａのＩＤＴと３１ｂ〜３４ｂ、３１ｃ〜
３４ｃのグレーティング反射器で構成されている。

【００１９】したがって、ＳＡＷ共振子を多段梯型回路
構成した共振器型ＳＡＷフィルタにおいて、図１９に示
すように従来通り直列腕ＳＡＷ共振子と並列腕ＳＡＷ共
振子を順に配置したパターン構造にすると、その共振器
型ＳＡＷフィルタのチップサイズは梯型回路の段数やＳ
ＡＷ共振子の交差長及び対数によりほぼ決定されてしま
うことになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のＳＡＷ共振子を多段梯型回路構成した共振器型
ＳＡＷフィルタにあっては、直列腕ＳＡＷ共振子と並列
腕ＳＡＷ共振子を順に配置したパターン構造にすると、
図１９に示すようにその共振器型ＳＡＷフィルタのチッ
プサイズは梯型回路の段数やＳＡＷ共振子の交差長及び
対数によりほぼ決定されてしまう。このため、従来のＳ
ＡＷ共振子の配置方法では共振器型ＳＡＷフィルタのチ
ップサイズの小型化に限度があるという問題点が生じて
いた。

【００２１】本発明は、共振器型ＳＡＷフィルタの特性
を劣化させることなくチップサイズの小型化を図ること
ができる弾性表面波フィルタを提供することを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る弾性表面波
フィルタは、電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性表
面波を電気信号に変換するすだれ状電極を備えた弾性表
面波共振子で直列腕あるいは並列腕を構成した梯型弾性
表面波フィルタにおいて、直列腕を構成する直列腕弾性
表面波共振子を互いに第１の方向に整列させるととも
に、並列腕を構成する並列腕弾性表面波共振子を互いに
第１の方向に整列させ、各直列腕弾性表面波共振子とそ
の一端に接続された並列腕弾性表面波共振子とを、第１
の方向に直交する第２の方向に互いに整列させて配置し
たパターン構造にし、さらに、直列腕弾性表面波共振子
と並列腕弾性表面波共振子との間に、幅が約１０〜１５
λ（但し、λは波長）のスリット板を設け、該スリット
板の長さ方向が弾性表面波の伝搬方向に対して垂直とな
るように配置したことを特徴とする。 本発明に係る他の
弾性表面波フィルタは、電気信号を弾性表面波に、ある
いは弾性表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を備
えた弾性表面波共振子で直列腕あるいは並列腕を構成し
た梯型弾性表面波フィルタにおいて、直列腕を構成する
直列腕弾性表面波共振子を互いに第１の方向に整列させ
るとともに、並列腕を構成する並列腕弾性表面波共振子
を互いに第１の方向に整列させ、各直列腕弾性表面波共
振子とその一端に接続された並列腕弾性表面波共振子と
を、第１の方向に直交する第２の方向に互いに整列させ
て配置したパターン構造にし、さらに、直列腕弾性表面
波共振子と並列腕弾性表面波共振子との間に、幅が約１
０〜１５λ（但し、λは波長）のスリット板を設け、該
スリット板の長さ方向が弾性表面波の伝搬方向に対して
約４５°傾斜するように配置したことを特徴とする。

【００２３】また、第２の方向は、弾性表面波共振子で
発生した弾性表面波が伝搬する方向であってもよく、弾
性表面波共振子は、すだれ状電極の両端にグレーティン
グ反射器を配置した弾性表面波共振子から構成されてい
てもよい。

【００２４】

【００２５】

【００２６】また、グレーティング反射器は、約１００
本以上の弾性表面波共振子からなるものであってもよ
く、約９０〜１１０本の弾性表面波共振子からなるもの
であってもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明に係る弾性表面波フィルタ
は、ＰＩＦフィルタ、ＶＳＢフィルタ等の通信フィル
タ、ディジタル信号処理用の弾性表面波フィルタに適用
することができる。

【００２８】図１は本発明の第１の実施形態に係る共振
器型ＳＡＷフィルタのパターン構造を示す図であり、三
段梯型回路構成された共振器型ＳＡＷフィルタに適用し
た例である。また、図２は上記共振器型ＳＡＷフィルタ
の回路構成図であり、図１は図２の共振器型ＳＡＷフィ
ルタの回路構成のパターン構造図である。

【００２９】図２に示す共振器型ＳＡＷフィルタ４０に
おいて、４１，４２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４
は並列腕ＳＡＷ共振子、４５は入力端子、４６は出力端
子、４７，４８はアース端子である。なお、図２は回路
構成上では前記図１８と同一構成の記述となる。

【００３０】上記三段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷ
フィルタのパターン構造は、図１で示され、図２と同一
若しくは対応部分には同一符号を付している。すなわ
ち、ＳＡＷ共振子４１〜４４は図１の破線領域内のＳＡ
Ｗ共振子４１〜４４にそれぞれ対応しており、４１，４
２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４は並列腕ＳＡＷ共
振子であり、４９は圧電基板である。また、図１中の破
線領域内のＳＡＷ共振子４１〜４４は、それぞれ４１ａ
〜４４ａのＩＤＴと４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの
グレーティング反射器で構成されている。

【００３１】特に、共振器型ＳＡＷフィルタ４０の特徴
的な構成として、図１に示す梯型回路構成中、直列腕Ｓ
ＡＷ共振子４１と直列腕ＳＡＷ共振子４２とを第１の方
向（例えば、図面上縦方向）に整列させるとともに、並
列腕ＳＡＷ共振子４３と並列腕ＳＡＷ共振子４４をも同
様に第１の方向に整列させ、さらに直列腕ＳＡＷ共振子
４１と並列腕ＳＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振
子４２と並列腕ＳＡＷ共振子４４とを第１の方向に直交
する第２の方向（例えば、図面上横方向）に整列させ
る、すなわち、縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１
と並列腕ＳＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４
２と並列腕ＳＡＷ共振子４４とを同一線上に配置したパ
ターン構造に構成する。したがって、このパターン構成
をとるためにアース端子４７，４８は、入力端子４５及
び出力端子４６に対し、直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列
腕ＳＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並
列腕ＳＡＷ共振子４４とを同一線上に配置できる位置ま
で外方に伸ばされたパターン配線となっている。

【００３２】また、上記パターン構造に加えて、ＳＡＷ
共振子４１〜４４のグレーティング反射器４１ｂ〜４４
ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数は１００本以上とする。

【００３３】また、ＳＡＷ共振子４１〜４４の電極指の
金属材料には、従来例と同様にアルミニウムあるいは
銅、シリコンを数％含んだアルミニウム合金を用いると
ともに、入力端子４５、出力端子４６、及びアース端子
４７，４８の金属材料にはボンディングを容易にするた
め金を用いる。

【００３４】以下、上述のように構成された弾性表面波
フィルタ４０の動作を説明する。

【００３５】まず、グレーティング反射器とその反射特
性について説明する。

【００３６】図３はグレーティング反射器の反射特性｜
Γ(カ゛ンマ)｜を示す特性図であり、グレーティング反射器
の本数Ｎ＝５０、１００、１５０、２００本とした場合
の反射特性を理論計算したものである。図３の横軸は規
格化した周波数、縦軸は損失である。図３に示すよう
に、理論計算上ではグレーティング反射器の本数を約１
００本以上にするとＳＡＷの反射率はほぼ１００％とな
る。

【００３７】以上説明したように、第１の実施形態に係
る弾性表面波フィルタ４０は、梯型回路構成中、縦続接
続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕ＳＡＷ共振子
４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡＷ共振
子４４を同一線上に配置したパターン構造に構成すると
ともに、各ＳＡＷ共振子４１〜４４のグレーティング反
射器４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数が１００本
以上になるように構成しているので、各ＳＡＷ共振子４
１〜４４内で発生したＳＡＷはほとんど外部に漏れるこ
とがなく、各ＳＡＷ共振子４１〜４４間で互いに影響を
及ぼしあうことはほとんどない。

【００３８】したがって、グレーティング反射器の本数
が１００本以上のＳＡＷ共振子４１〜４４で三段梯型回
路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ４０において図１の
ようなＳＡＷ共振子の配置構造にすると、共振器型ＳＡ
Ｗフィルタ４０の従来の特性を劣化させることなくチッ
プサイズの小型化を図ることができる。例えば、図１に
示す共振器型ＳＡＷフィルタ４０の圧電基板４９の大き
さと、図１９に示す従来の共振器型ＳＡＷフィルタの圧
電基板９の大きさとを比較すれば明らかなように、ＳＡ
Ｗフィルタを構成する圧電基板を小さく形成できるの
で、全体のチップサイズの小型化を図ることができる。

【００３９】図４は本発明の第２の実施形態に係る共振
器型ＳＡＷフィルタの回路構成を示す図であり、図５は
上記共振器型ＳＡＷフィルタのパターン構造図である。
第２の実施形態に係る共振器型ＳＡＷフィルタも、第１
の実施形態同様、三段梯型回路構成された共振器型ＳＡ
Ｗフィルタに適用した例である。なお、この図４及び図
５では図１及び図２と同一又は対応する要素は同一の符
号を付している。

【００４０】図４に示す共振器型ＳＡＷフィルタ５０に
おいて、４１，４２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４
は並列腕ＳＡＷ共振子、４５は入力端子、４６は出力端
子、４７，４８はアース端子である。なお、図４は回路
構成上では前記図２と同一構成の記述となる。

【００４１】上記三段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷ
フィルタのパターン構造は、図５で示され、図４と同一
若しくは対応部分には同一符号を付している。すなわ
ち、ＳＡＷ共振子４１〜４４は図５の破線領域内のＳＡ
Ｗ共振子４１〜４４にそれぞれ対応しており、４１，４
２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４は並列腕ＳＡＷ共
振子であり、４９は圧電基板である。また、図５中の破
線領域内のＳＡＷ共振子４１〜４４は、それぞれ４１ａ
〜４４ａのＩＤＴと４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの
グレーティング反射器で構成されている。

【００４２】ここで、共振器型ＳＡＷフィルタ５０は、
縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕ＳＡＷ
共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡ
Ｗ共振子４４とを同一線上に配置したパターン構造に構
成とし、ＳＡＷ共振子４１〜４４のグレーティング反射
器４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数は１００本程
度とする。

【００４３】特に、共振器型ＳＡＷフィルタ５０の特徴
的な構成として、同一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共
振子４１と並列腕ＳＡＷ共振子４３の間にスリット板５
１を設けるとともに、同じく同一線上に配置された直列
腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡＷ共振子４４の間にス
リット板５２を設けたパターン構成とする。

【００４４】上記スリット板５１は、直列腕ＳＡＷ共振
子４１から漏れてきたＳＡＷが並列腕ＳＡＷ共振子４３
に侵入するのを遮断するためのスリット板であるのと同
時に、逆に並列腕ＳＡＷ共振子４３から漏れてきたＳＡ
Ｗが直列腕ＳＡＷ共振子４１に侵入するのを遮断するた
めのスリット板でもある。また、スリット板５２は、直
列腕ＳＡＷ共振子４２から漏れてきたＳＡＷが並列腕Ｓ
ＡＷ共振子４４に侵入するのを遮断するためのスリット
板であるのと同時に、逆に並列腕ＳＡＷ共振子４４から
漏れてきたＳＡＷが直列腕ＳＡＷ共振子４２に侵入する
のを遮断するためのスリット板でもある。

【００４５】これらのスリット板５１，５２は、同一線
上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子４１，４２と並列腕
ＳＡＷ共振子４３，４４の間のほぼ中央部に配置され、
かつスリット板５１，５２の長さ方向がＳＡＷの伝搬方
向に対して垂直となるように配置する。このスリット板
５１，５２の幅（厚さ）は約１０〜１５λ（λ：波長）
程度とし、各スリット間の間隔も同程度とする。但し、
第２実施形態ではスリット板５１，５２の本数を３本と
しているが、スリットの本数に関しては制限はない。

【００４６】このように、第２実施形態では三梯型回路
構成中、縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列
腕ＳＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並
列腕ＳＡＷ共振子４４を同一線上に配置したパターン構
造になっている。さらに、直列腕ＳＡＷ共振子４１と並
列腕ＳＡＷ共振子４３との間には各ＳＡＷ共振子から漏
れてきたＳＡＷを遮断するためのスリット板５１が設け
られ、同様に直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡＷ共
振子４４との間には各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡ
Ｗを遮断するためのスリット板５２が設けられている。
また、ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器４１ｂ〜４
４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数は約１００本程度（９０〜
１１０本）とする。

【００４７】また、ＳＡＷ共振子４１〜４４の電極指の
金属材料には、従来同様アルミニウムあるいは銅、シリ
コンを数％含んだアルミニウム合金を用い、入力端子４
５、出力端子４６、及びアース端子４７，４８の金属材
料にはボンディングを容易にするため金を用いる。ま
た、各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷを遮断するた
めのスリット板５１，５２は、アルミニウムや金などの
金属膜でも良いし、ＳｉＯ2等の絶縁膜でも良い。さら
に、これらのスリットの構造としては金属膜や絶縁膜の
ような堆積膜だけでなく、圧電基板４９に直接スリット
状の溝を作製し構成してもよい。

【００４８】以下、上述のように構成された弾性表面波
フィルタ５０の動作を説明する。

【００４９】第１実施形態で述べたように、理論上では
グレーティング反射器の本数を約１００本以上にすると
ＳＡＷの反射率はほぼ１００％になるが、実際には約１
００本程度（９０〜１１０本）のグレーティング反射器
のＳＡＷ共振子では多少のＳＡＷの漏れが存在する。

【００５０】したがって、グレーティング反射器の本数
が約１００本程度のＳＡＷ共振子で梯型回路構成した共
振器型ＳＡＷフィルタに対して第１実施形態を適用した
場合、パターン構造内で同一線上に配置された直列腕Ｓ
ＡＷ共振子４１，４２と並列腕ＳＡＷ共振子４３，４４
との間で漏れたＳＡＷが互いの共振子持性に影響を与
え、共振器型ＳＡＷフィルタの特性の劣化の原因となる
ことが考えられる。

【００５１】この問題点をさらに改善したのが第２実施
形態に係る弾性表面波フィルタ５０である。

【００５２】図５に示すように、第２実施形態に係る弾
性表面波フィルタ５０では、三梯型回路構成中、直列腕
ＳＡＷ共振子４１と並列腕ＳＡＷ共振子４３との間に各
ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷを遮断するためのス
リット板５１が設けられ、同様に直列腕ＳＡＷ共振子４
２と並列腕ＳＡＷ共振子４４との間には各ＳＡＷ共振子
から漏れてきたＳＡＷを遮断するためのスリット板５２
が設けられている。これらのスリット板５１，５２の作
用について図６を用いて簡単に説明する。

【００５３】図６は図５中のスリット板５１，５２の周
辺部分拡大した平面図及び断面図である。図６中の４１
は直列腕ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器、４２は
並列腕ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器、そして、
５１，５２は各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷを遮
断するためのスリット板である。５３は各ＳＡＷ共振子
から漏れてきたＳＡＷ、５４はスリット板５１，５２に
より反射されたＳＡＷ、そして、５５はスリット板５
１，５２の質量負荷効果より放射されたＳＡＷの散乱波
やバルク波である。

【００５４】図６に示すように、直列腕ＳＡＷ共振子の
グレーティング反射器４１、及び並列腕ＳＡＷ共振子の
グレーティング反射器４２から漏れてきたＳＡＷ５３は
スリット板５１，５２の端部において、音響インピーダ
ンスの不連続性により反射する。また、漏れてきたＳＡ
Ｗ３の一部は各スリット板５１，５２の端部でスリット
板の質量負荷効果により、ＳＡＷの散乱やバルク波への
モード変換が生じる。これらのスリット板５１，５２の
作用により各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷが他方
のＳＡＷ共振子へ侵入するのを防ぐことができる。

【００５５】したがって、図５に示すようにグレーティ
ング反射器の本数が約１００本程度のＳＡＷ共振子で三
段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ５０におい
て、縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕Ｓ
ＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕
ＳＡＷ共振子４４を同一線上に配置したパターン構造に
し、さらに同一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子と
並列腕ＳＡＷ共振子との間のほぼ中央部分にスリット板
５１，５２を設け、かつスリット板の長さ方向がＳＡＷ
の伝澱方向に対して垂直となるように配置することによ
り、各ＳＡＷ共振子から漏れてくるＳＡＷによる特性へ
の影響をなくすことができ、共振器型ＳＡＷフィルタの
特性を劣化させることなくチップサイズの小型化を図る
ことができる。

【００５６】図７は本発明の第３の実施形態に係る共振
器型ＳＡＷフィルタの回路構成を示す図であり、図８は
上記共振器型ＳＡＷフィルタのパターン構造図である。
第３の実施形態に係る共振器型ＳＡＷフィルタも、第
１、第２の実施形態同様、三段梯型回路構成された共振
器型ＳＡＷフィルタに適用した例である。なお、この図
７及び図８では図４及び図５と同一又は対応する要素は
同一の符号を付している。

【００５７】図７に示す共振器型ＳＡＷフィルタ６０に
おいて、４１，４２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４
は並列腕ＳＡＷ共振子、４５は入力端子、４６は出力端
子、４７，４８はアース端子である。なお、図４は回路
構成上では前記図２と同一構成の記述となる。

【００５８】上記三段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷ
フィルタのパターン構造は、図８で示され、図７と同一
若しくは対応部分には同一符号を付している。すなわ
ち、ＳＡＷ共振子４１〜４４は図８の破線領域内のＳＡ
Ｗ共振子４１〜４４にそれぞれ対応しており、４１，４
２は直列腕ＳＡＷ共振子、４３，４４は並列腕ＳＡＷ共
振子であり、４９は圧電基板である。また、図８中の破
線領域内のＳＡＷ共振子４１〜４４は、それぞれ４１ａ
〜４４ａのＩＤＴと４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの
グレーティング反射器で構成されている。

【００５９】ここで、共振器型ＳＡＷフィルタ６０は、
縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕ＳＡＷ
共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡ
Ｗ共振子４４とを同一線上に配置したパターン構造に構
成とし、ＳＡＷ共振子４１〜４４のグレーティング反射
器４１ｂ〜４４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数は１００本程
度とする。

【００６０】また、共振器型ＳＡＷフィルタ６０は、同
一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕Ｓ
ＡＷ共振子４３の間にスリット板６１を設けるととも
に、同じく同一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子４
２と並列腕ＳＡＷ共振子４４の間にスリット板６２を設
けたパターン構成とする。

【００６１】上記スリット板６１は、直列腕ＳＡＷ共振
子４１から漏れてきたＳＡＷが並列腕ＳＡＷ共振子４３
に侵入するのを遮断するためのスリット板であるのと同
時に逆に並列腕ＳＡＷ共振子４３から漏れてきたＳＡＷ
が直列腕ＳＡＷ共振子４１に侵入するのを遮断するため
のスリット板でもある。また、上記スリット板６２は、
直列腕ＳＡＷ共振子２から漏れてきたＳＡＷが並列腕Ｓ
ＡＷ共振子４に侵入するのを遮断するためのスリット板
であるのと同時に逆に並列腕ＳＡＷ共振子４から漏れて
きたＳＡＷが直列腕ＳＡＷ共振子２に侵入するのを遮断
するためのスリット板でもある。

【００６２】これらのスリット板６１，６２は同一線上
に配置された直列腕ＳＡＷ共振子と並列腕ＳＡＷ共振子
の間のほぼ中央部に設け、かつスリット板６１，６２の
長さ方向がＳＡＷ伝搬方向に対して４５°傾斜するよう
に配置する。このスリット板６１，６２の幅は約１０〜
１５λ（λ：波長）程度とし、各スリット間の間隔も同
程度とする。但し、第３実施形態ではスリット板６１，
６２の本数を２本としているが、スリットの本数に関し
ては制限はない。

【００６３】このように、第３実施形態では三梯型回路
構成中、縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１、並列
腕ＳＡＷ共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並
列腕ＳＡＷ共振子４４を同一線上に配置したパターン構
造になっている。さらに、直列腕ＳＡＷ共振子４１と並
列腕ＳＡＷ共振子４３との間には各ＳＡＷ共振子から漏
れてきたＳＡＷを遮断するためのスリット板６１が設け
られ、同様に直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡＷ共
振子４４との間には各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡ
Ｗを遮断するためのスリット板６２が設けられている。
また、ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器４１ｂ〜４
４ｂ、４１ｃ〜４４ｃの本数は第２実施形態同様、約１
００側本程度（９０〜１１０本）とする。

【００６４】また、ＳＡＷ共振子４１〜４４の電極指の
金属材料には、従来同様アルミニウムあるいは銅、シリ
コンを数％含んだアルミニウム合金を用い、入力端子４
５、出力端子４６、及びアース端子４７，４８の金属材
料にはボンディングを容易にするため金を用いる。ま
た、各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷを遮断するた
めのスリット板６１，６２は、アルミニウムや金などの
金属膜でも良いし、ＳｉＯ2等の絶縁膜でも良い。さら
に、これらのスリットの構造としては金属膜や絶縁膜の
ような堆積膜だけでなく、圧電基板４９に直接スリット
状の溝を作製し構成してもよい。

【００６５】以下、上述のように構成された弾性表面波
フィルタ６０の動作を説明する。

【００６６】第２実施形態で説明したように、約１００
本程度（９０〜１１０本）のグレーティング反射器のＳ
ＡＷ共振子では多少ＳＡＷの漏れが存在する。したがっ
て、グレーティング反射器の本数が約１００本程度のＳ
ＡＷ共振子で梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ
に対して第１実施形態を適用した場合、パターン構造内
で同一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子と並列腕Ｓ
ＡＷ共振子との間で漏れたＳＡＷが互いの共振子特性に
影響を与え、共振器型ＳＡＷフィルタの特性劣化の原因
となることが考えられる。

【００６７】第２実施形態同様、この問題点を改善した
のが第３実施形態である。図８に示すようにの第３実施
形態では三梯型回路構成中、直列腕ＳＡＷ共振子４１と
並列腕ＳＡＷ共振子４３との間に各ＳＡＷ共振子から漏
れてきたＳＡＷを遮断するためのスリット板６１が設け
られ、同様に直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡＷ共
振子４４との間には各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡ
Ｗを遮断するためのスリット板６２が設けられている。
これらのスリット板６１，６２の作用について図９を用
いて簡単に説明する。

【００６８】図９は図８中のスリット板６１，６２の周
辺部分拡大した平面図及び断面図である。図９中の４１
は直列腕ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器、４２は
並列腕ＳＡＷ共振子のグレーティング反射器、そして、
６１，６２は各ＳＡＷ共振子から漏れてきたＳＡＷを遮
断するためのスリット板である。５３は各ＳＡＷ共振子
から漏れてきたＳＡＷ、５４はスリット板６１，６２に
より反射されたＳＡＷ、そして、５５はスリット板６
１，６２の質量負荷効果より放射されたＳＡＷの散乱波
やバルク波である。

【００６９】図９に示すように、直列腕ＳＡＷ共振子の
グレーティング反射器４１、及び並列腕ＳＡＷ共振子の
グレーティング反射器４２から漏れてきたＳＡＷ５３は
各スリット板６１，６２の端部において、音響インピー
ダンスの不連続性により反射する。このときスリット板
６１，６２の長さ方向はＳＡＷの伝搬方向に対して４５
°傾斜しているのでスリット板６１，６２で反射したＳ
ＡＷ５４は漏れてきたＳＡＷ５３に対して９０°伝搬方
向がずれて反射する。また、漏れてきたＳＡＷの一部は
スリット板６１，６２の端部でスリット板の質量負荷効
果により、ＳＡＷの散乱やバルク波へのモード変換が生
じる。これらのスリット板の作用により各ＳＡＷ共振子
から漏れてきたＳＡＷが他方のＳＡＷ共振子へ侵入する
のを防ぐことができる。

【００７０】したがって、図８に示すようにグレーティ
ング反射器の本数が約１００本程度のＳＡＷ共振子で三
段梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタにおいて、
縦続接続となる直列腕ＳＡＷ共振子４１と並列腕ＳＡＷ
共振子４３、及び直列腕ＳＡＷ共振子４２と並列腕ＳＡ
Ｗ共振子４４を同一線上に配置したパターン構造にし、
さらに同一線上に配置された直列腕ＳＡＷ共振子と並列
腕ＳＡＷ共振子との間のほぼ中央部分にスリット板６
１，６２を設け、かつスリット板の長さ方向がＳＡＷの
伝搬方向に対して４５°傾斜するように配置することに
より、各ＳＡＷ共振子から漏れてくるＳＡＷによる特性
への影響を確実になくすことができ、共振器型ＳＡＷフ
ィルタの従来の特性を劣化させることなくチップサイズ
の小型化を図ることができる。

【００７１】なお、上記各実施形態では、三段梯型回路
構成した共振器型ＳＡＷフィルタについて適用した例で
あるが、縦続接続となる直列腕弾性表面波共振子と並列
腕弾性表面波共振子とを同一線上に配置したパターン構
造を持つものであればどのような弾性表面波フィルタに
も適用できることは言うまでもなく、例えばＳＡＷ共振
子を一段以上梯型回路構成した共振器型ＳＡＷフィルタ
全てにおいて同様に適用可能であり、同様の効果を得る
ことができる。

【００７２】また、上記各実施形態では、直列腕ＳＡＷ
共振子４１，４２と、その出力側に接続された並列腕Ｓ
ＡＷ共振子４３，４４とを同一線上に配置しているが、
直列腕ＳＡＷ共振子４１，４２と、その入力側に接続さ
れた並列腕ＳＡＷ共振子４３，４４とを同一線上に配置
することとしてもよい。

【００７３】また、上記各実施形態では、梯型回路構成
用のＳＡＷ共振子としてＩＤＴの両端にグレーティング
反射器を設けた反射器型ＳＡＷ共振子について適用した
例であるが、ＩＤＴを多対構造にしＩＤＴ内の内部反射
を利用して共振現象を起こすＩＤＴ型ＳＡＷ共振子を用
いた梯型回路構成タイプの共振器型ＳＡＷフィルタにつ
いても同様に適用可能であり、同様の効果を得ることが
できる。

【００７４】また、上記第１の実施形態では、グレーテ
ィング反射器の本数を１００本以上、上記第１、第２の
実施形態では、グレーティング反射器の本数を１００本
程度（９０〜１１０本）としており、これによって各Ｓ
ＡＷ共振子内で発生したＳＡＷは外部に漏れることがな
く、各ＳＡＷ共振子間で互いに影響を及ぼしあうことは
なくなるが、これは一例であって要求される特性及びチ
ップサイズ等の条件によって上記本数に限定されず、最
適な本数が決定されるのは言うまでもない。

【００７５】また、上記第１、第２の実施形態におい
て、直列腕弾性表面波共振子と並列腕弾性表面波共振子
との間にスリット板を配置する構成であればどのような
スリット板でもよく、スリット板の幅、本数、設置角度
等は上記各実施形態の適用例には限定されない。例え
ば、スリット板の長さ方向がＳＡＷ伝搬方向に対して４
５°傾斜するものでなく、垂直により近い傾斜であって
もよい。

【００７６】さらに、上記各実施形態に係る弾性表面波
フィルタが、電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性表
面波を電気信号に変換するすだれ状電極の両端にグレー
ティング反射器を配置した弾性表面波共振子を梯型回路
構成されるものであれば、どのような構成でもよく、梯
型回路のパターン構造やその梯型回路の段数、入出力ア
ース端子の配線パターン形状等、更にはすだれ状電極等
の種類や個数、接続状態等は上記各実施形態に限定され
ない。

【００７７】

【発明の効果】本発明に係る弾性表面波フィルタは、直
列腕を構成する直列腕弾性表面波共振子を互いに第１の
方向に整列させるとともに、並列腕を構成する並列腕弾
性表面波共振子を互いに第１の方向に整列させ、各直列
腕弾性表面波共振子とその一端に接続された並列腕弾性
表面波共振子とを、第１の方向に直交する第２の方向に
互いに整列させて配置したパターン構造とし、さらに、
直列腕弾性表面波共振子と並列腕弾性表面波共振子との
間に、幅が約１０〜１５λ（但し、λは波長）のスリッ
ト板を設け、該スリット板の長さ方向が弾性表面波の伝
搬方向に対して垂直となるように配置し、各弾性表面波
共振子のグレーティング反射器の本数を、例えば１００
本以上とするように構成しているので、共振器型弾性表
面波フィルタの特性を劣化させることなくチップサイズ
の小型化を図ることができる。本発明に係る他の弾性表
面波フィルタは、直列腕を構成する直列腕弾性表面波共
振子を互いに第１の方向に整列させるとともに、並列腕
を構成する並列腕弾性表面波共振子を互いに第１の方向
に整列させ、各直列腕弾性表面波共振子とその一端に接
続された並列腕弾性表面波共振子とを、第１の方向に直
交する第２の方向に互いに整列させて配置したパターン
構造とし、さらに、直列腕弾性表面波共振子と並列腕弾
性表面波共振子との間に、幅が約１０〜１５λ（但し、
λは波長）のスリット板を設け、該スリット板の長さ方
向が弾性表面波の伝搬方向に対して約４５°傾斜するよ
うに配置し、各弾性表面波共振子のグレーティング反射
器の本数を、例えば１００本以上とするように構成して
いるので、共振器型弾性表面波フィルタの特性を劣化さ
せることなくチップサイズの小型化を図ることができ
る。

【００７８】また、本発明に係る弾性表面波フィルタ
は、直列腕弾性表面波共振子と並列腕弾性表面波共振子
との間にスリット板を設け、該スリット板の長さ方向が
弾性表面波の伝搬方向に対して垂直となるように配置し
た構成としているので、各弾性表面波共振子から漏れて
くるＳＡＷによる特性への影響をなくすことができ、共
振器型弾性表面波フィルタの特性を劣化させることなく
チップサイズの小型化を図ることができる。

【００７９】また、本発明に係る弾性表面波フィルタ
は、直列腕弾性表面波共振子と並列腕弾性表面波共振子
との間にスリット板を設け、該スリット板の長さ方向が
弾性表面波の伝搬方向に対して約４５°傾斜するように
配置した構成としているので、各弾性表面波共振子から
漏れてくる弾性表面波による特性への影響を確実になく
すことができ、共振器型弾性表面波フィルタの特性を劣
化させることなくチップサイズの小型化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る弾性表
面波フィルタのパターン構造をを示す図である。

【図２】上記弾性表面波フィルタの回路構成図である。

【図３】上記弾性表面波フィルタのグレーティング反射
器の反射特性を示す図である。

【図４】本発明を適用した第２の実施形態に係る弾性表
面波フィルタの回路構成図である。

【図５】上記弾性表面波フィルタのパターン構造を示す
図である。

【図６】上記弾性表面波フィルタのパターン構造のスリ
ット板の拡大図である。

【図７】本発明を適用した第３の実施形態に係る弾性表
面波フィルタの回路構成図である。

【図８】上記弾性表面波フィルタのパターン構造を示す
図である。

【図９】上記弾性表面波フィルタのパターン構造のスリ
ット板の拡大図である。

【図１０】従来の弾性表面波フィルタの構成を示す図で
ある。

【図１１】従来の弾性表面波フィルタの回路構成図であ
る。

【図１２】従来の弾性表面波フィルタの構成を示す図で
ある。

【図１３】従来の弾性表面波フィルタの反射器型ＳＡＷ
共振子の構造を示す図である。

【図１４】従来の弾性表面波フィルタの反射器型ＳＡＷ
共振子の等価回路図である。

【図１５】従来の弾性表面波フィルタの反射器型ＳＡＷ
共振子のリアクタンス特性を示す図である。

【図１６】従来の弾性表面波フィルタの回路構成図であ
る。

【図１７】従来の弾性表面波フィルタのリアクタンス特
性及び伝送特性を示す図である。

【図１８】従来の三段梯型回路構成した共振器型弾性表
面波フィルタの回路構成図である。

【図１９】従来の三段梯型回路構成した共振器型弾性表
面波フィルタのパターン構造を示す図である。

【符号の説明】

４０，５０，６０ 共振器型ＳＡＷフィルタ、４１，４
２ 直列腕ＳＡＷ共振子、４１ａ〜４４ａ ＩＤＴ、４
１ｂ〜４４ｂ，４１ｃ〜４４ｃ グレーティング反射
器、４３，４４ 並列腕ＳＡＷ共振子、４５ 入力端
子、４６ 出力端子、４７，４８ アース端子、４９
圧電基板、５１，５２，６１，６２ スリット板

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性
   表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を備えた弾性
   表面波共振子で直列腕あるいは並列腕を構成した梯型弾
   性表面波フィルタにおいて、 直列腕を構成する直列腕弾性表面波共振子を互いに第１
   の方向に整列させるとともに、並列腕を構成する並列腕
   弾性表面波共振子を互いに前記第１の方向に整列させ、 各直列腕弾性表面波共振子とその一端に接続された並列
   腕弾性表面波共振子とを、前記第１の方向に直交する第
   ２の方向に互いに整列させて配置したパターン構造に
   し、 さらに、前記直列腕弾性表面波共振子と前記並列腕弾性
   表面波共振子との間に、幅が約１０〜１５λ（但し、λ
   は波長）のスリット板を設け、該スリット板の長さ方向
   が弾性表面波の伝搬方向に対して垂直となるように配置
   したことを特徴とする弾性表面波フィルタ。
2. 【請求項２】 電気信号を弾性表面波に、あるいは弾性
   表面波を電気信号に変換するすだれ状電極を備えた弾性
   表面波共振子で直列腕あるいは並列腕を構成した梯型弾
   性表面波フィルタにおいて、 直列腕を構成する直列腕弾性表面波共振子を互いに第１
   の方向に整列させるとともに、並列腕を構成する並列腕
   弾性表面波共振子を互いに前記第１の方向に整列させ、 各直列腕弾性表面波共振子とその一端に接続された並列
   腕弾性表面波共振子とを、前記第１の方向に直交する第
   ２の方向に互いに整列させて配置したパターン構造に
   し, さらに、前記直列腕弾性表面波共振子と前記並列腕弾性
   表面波共振子との間に、幅が約１０〜１５λ（但し、λ
   は波長）のスリット板を設け、該スリット板の長さ方向
   が弾性表面波の伝搬方向に対して約４５°傾斜するよう
   に配置したことを特徴とする 弾性表面波フィルタ。
3. 【請求項３】 前記第２の方向は、弾性表面波共振子で
   発生した弾性表面波が伝搬する方向であることを特徴と
   する請求項１又は２のいずれかに記載の弾性表面波フィ
   ルタ。
4. 【請求項４】 前記弾性表面波共振子は、すだれ状電極
   の両端にグレーティング反射器を配置した弾性表面波共
   振子からなることを特徴とする請求項１から３のいずれ
   か一項に記載の弾性表面波フィルタ。
5. 【請求項５】 前記グレーティング反射器は、約１００
   本以上の弾性表面波共振子からなることを特徴とする請
   求項４記載の弾性表面波フィルタ。
6. 【請求項６】 前記グレーティング反射器は、約９０〜
   １１０本の弾性表面波共振子からなることを特徴とする
   請求項４記載の弾性表面波フィルタ。